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中国稀土学报2025年第04期:基于Y_2W_3O_(12)中Er~(3+)离子Stark亚能级的光学测温性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:缪菊红;刘海清;王毓彬;方宇涛;韦松;

单位:南京信息工程大学化学与材料学院;

摘要:以柠檬酸为螯合剂,采用湿化学法制备了Er~(3+)/Yb~(3+)共掺杂Y_2W_3O_(12)(YWO)荧光粉,并对其结构、微观形貌和发光性能进行了系统研究。在980 nm激光激发下,YWO:Er~(3+)/Yb~(3+)表现出两个绿光和一个红光特征发射带,分别对应于Er~(3+)的~2H_(11/2),~4S_(3/2)和~4F_(9/2)激发态向基态~4I_(15/2)的能级跃迁,并观察到~2H_(11/2)和~4S_(3/2)能级发生Stark分裂,得到H1, H2, H3和S1, S2共5个亚能级。基于荧光强度比技术,在298~578 K温度范围内,利用Stark亚能级进行了光学测温性能的研究,其最大绝对灵敏度(S_A)和最大相对灵敏度(S_R)分别达到0.020 K~(-1)和1.188%·K~(-1),与传统Er~(3+)离子热耦合能级对~2H_(11/2)/~4S_(3/2)的S_(A, max)(0.0113 K~(-1))和S_(R,max)(1.041%·K~(-1))相比,分别提高了77.0%和14.1%。实验结果表明,YWO:Er~(3+)/Yb~(3+)荧光粉在光学测温领域具有较好的应用前景,利用Stark亚能级是一种提高温度传感性能的有效策略。

关键词:荧光强度比;;温度传感;;Stark亚能级;;上转换发光;;稀土

基金资助:江苏省自然科学基金(BK20200810)资助